CN103244949B - 一种生物质流动燃烧环保锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热水取暖锅炉，即生物质流动燃烧环保锅炉。它包括炉体、炉体壁内的有水套、烟道；炉体上顺次连接有外通的燃料斗、燃烧室、灰渣室。燃烧室外围两侧有燃尽室，燃烧室与燃尽室之间通过斜立式炉排隔断连接，燃尽室与烟道连接。燃烧部分为立式双炉排生物质成型燃料从上至下流动燃烧的及两个燃尽室结构，并配有一、二次配风风带，以及具有供氧功能的自动排渣辊轮及点火和火焰检测装置。本发明能够自动排渣，连续燃烧，适合所有生物质成型燃料及原态的生物质燃料，自动化程度高，且燃烧效果好，利于环境保护。

Description

一种生物质流动燃烧环保锅炉

技术领域　

本发明涉及一种热水取暖锅炉，即生物质流动燃烧环保锅炉。

背景技术

在现有技术中，生物质取暖炉种类繁多，结构各异。通常包括炉体、炉体壁内的有水套（带进、出水管）、烟道；炉体上顺次连接有外通的燃料斗（生物质成型燃料块、燃料块、颗粒燃料）、燃烧室、灰渣室等。其缺点：1、不能自动排渣，这样就不能达到连续燃烧的效果；或即使能够自动排渣，但燃烧不够充分、达不到排放指标、燃烧效率低、浪费能源，而且造价很高。2、目前几乎所有的生物质锅炉的燃烧器都对燃料十分挑剔，绝大部分生物质锅炉的燃烧器都只能燃烧木质颗粒，这样就极大地增加了用户的使用成本（木质颗粒的价格几乎是秸秆颗粒的一倍左右）。3、自动化程度不高。4、燃烧室内供氧效果差，影响燃烧，热效率低。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足而提供一种能够自动排渣、连续燃烧、适合所有生物质成型燃料及原态的生物质燃料、自动化程度高，且燃烧效果好，利于环保的生物质流动燃烧环保锅炉。

本发明的技术解决方案是：生物质流动燃烧环保锅炉，包括炉体、炉体壁内的有水套、烟道；炉体上顺次连接有外通的燃料斗、燃烧室、灰渣室。燃烧室外围两侧有燃尽室，燃烧室与燃尽室之间通过斜立式炉排隔断连接，燃尽室与烟道连接。燃烧部分为立式双炉排生物质成型燃料从上至下流动燃烧的及两个燃尽室结构，并配有一、二次配风风带，以及具有供氧功能的自动排渣辊轮（或水平推拉板式出渣装置）及点火和火焰检测装置。

燃尽室内围绕斜立式炉排隔断设有耐火砖围墙。燃尽室内设有二次进风口或进风带。燃烧室与灰渣室之间通道上横置有除渣滚齿筒（辊轮式）。燃尽室外侧有与其联通的换热回程通道，并与烟道连接。

本发明的优点是：1、本发明是根据生物质燃烧特性以及环保要求，采用立式炉排低排尘浓度流动燃烧技术的热水取暖锅炉，自动给料及排渣，燃烧稳定，满足供热要求，满足低耗、节能的工艺要求。采用斜立式炉排隔断能够自动排渣，可以连续燃烧，适用于所有生物质成型燃料（如颗粒、块状等）及原态的生物质燃料（如玉米芯、菌棒、薪柴等），既方便用户对燃料的采购，又极大地降低了用户的使用成本。2、自动化程度高、无人值守。3、与同等功率生物质锅炉相比，如相同炉排面积，炉体燃烧室体积小，降低制造成本。4、一次风采用主动被动相结合供风设计，实现底部两侧均衡供风，达到燃烧均匀；合理的二次供风，实现充分的气化燃烧；并可根据火焰情况及温度要求可控。5、根据锅炉设计燃烧量的大小不同需求，可选择采用辊轮式或推拉式排渣装置，解决了因生物质成型燃料燃烧结渣的特性影响生物质锅炉连续运行的难题，并能实现智能化控制排渣。6、在环保方面，由于燃料和灰渣全封闭在燃料斗、两立式炉排间、灰渣室之内，在燃尽室仅燃烧可燃气体，因此排尘量极小。

下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步详细描述。

附图说明

图1是本发明结构简图。

具体实施方式

参见图1，零部件名称如下：炉体1，燃料斗2，燃烧室3，灰渣室4，燃尽室5，斜立式炉排隔断6，耐火砖围墙7，二次进风口8，除渣滚齿筒9，换热回程通道10，对流受热面11，风门12。

参见图1，一种生物质流动燃烧环保锅炉，包括炉体1（外型为封闭立式扁方形整体结构）、炉体壁内的有水套、烟道；炉体1上从上至下顺次连接有外通的燃料斗2、燃烧室3（长方形，物质成型燃料从上至下流动燃烧）、灰渣室4。燃烧室3外围两侧有燃尽室5（长方形，有利于可燃气体的燃烧，也可增大烟气充满度），燃烧室3与燃尽室5之间通过斜立式炉排隔断6连接，燃尽室5与烟道连接。

燃尽室5内围绕斜立式炉排隔断6设有耐火砖围墙7（条形挡火墙），作用是：1、降尘，通过挡火墙使燃烧过程中产生的微粒沉降到灰室。2、增长烟气流动距离，增加换热效果，3、炉排燃烧面均匀。燃尽室5内设有气化燃烧主动二次供风的二次进风口8或进风带（环状，是经过预热的），位置在耐火砖围墙7上端。燃烧室3与灰渣室4之间通道上横置有除渣滚齿筒9或除渣推拉板，解决了因生物质成型燃料燃烧结渣的特性影响生物质锅炉连续运行的难题。当设计的锅炉燃烧量小时，两个立式炉排之间（燃烧室3下部宽度）的距离不是很大时，采用单个辊轮排渣；当设计的锅炉燃烧量较大时，两个立式炉排之间的距离较大，不便采用单辊轮排渣，可采用水平炉排式推拉板除渣装置。燃尽室5外侧有与其联通的换热回程通道10（扁腔体），增加换热面积，提高热效率，换热回程通道10与烟道连接。

灰渣室4设置有调温风口11（风门，掺冷风口），燃烧室前后与燃料接触面设置一次燃烧供风带。根据炉膛内的温度选择耐火衬里的材料为低水泥高铝质耐热材料，并根据传热计算确定耐火衬里厚度，在环境温度下，锅炉外表面的温升应不大于60℃。

本体上还设置检修口、观察孔、点火口（或自动点火）、清灰口、防爆口、测压、测温（火检）点等附属设备。

工作原理

⑴生物质成型燃料燃烧特性的五个阶段。

①生物质颗粒燃料中的水分蒸发。

②随着颗粒燃料温度的不断升高，挥发分开始析出，燃烧处于动力区，这一过程即可认为是气化过程。

③挥发物与氧气结合、燃烧，形成火焰，燃烧进入过渡区与扩散区，同时挥发分燃烧所需的氧与外界扩散的氧很好的匹配，挥发分能够燃尽。

④挥发分燃烧完后，此时燃料中的木质素已经炭化，空气中的氧气充分接触到焦炭，焦炭开始燃烧。焦炭燃烧所需要的氧与静态渗透扩散的氧相当，燃烧稳定持续，炉温较高。

⑤燃烬壳不断加厚，可燃物基本燃尽，在没有强烈干扰的情况下．形成整体的灰壳，灰壳表面看不到火焰，燃烧过程结束。

⑵根据生物质的燃烧特性流动燃烧器的燃烧原理

生物质成型燃料块由上部燃料斗2进入双排立式炉排燃烧室3，大致分五层（干燥层、干馏层、氧化层、还原层、灰渣层）。干燥层生成水分，干馏层干馏出可燃气体烷类、氢气H₂等。在氧化层中进行燃烧，并放出大量热量。氧化层上部为还原层，CO₂还原成可燃气体CO，伴随着吸收热量。由于不断燃烧（氧化），灰渣层增厚，其它各层渐次上移。靠除渣滚齿筒9或平推式除渣装置不断将灰渣排入灰渣室4，可使上述各层大致维持在固定的位置。

 经过立式炉排进入燃尽室5的有水分、可燃气体（烷类、H₂、CO等）、CO以及过剩空气（O₂、N）等。可燃烧气体在燃尽室5继续燃烧后，高温烟气进入对流受热面（换热回程通道10），最后，靠引风机将冷却的烟气排入大气。

斜立式炉排隔断6（立式炉排）为12mm普通碳钢或铸铁条构成，两端固定于壁面上，为防止下部因高温氧化较快，方便更换，能够单条自由装。下部炉排板条可采用耐温钢或耐温铸铁。炉排栅板与垂线应构成一定夹角α（斜立式），以防止燃料因升温膨胀而搭桥，难以自由向下流动，α角可取为3－5。炉排栅板条与水平应保持一定的角度，而且互相完全重叠，这样使燃料向下流动时不致于落入燃尽室5。

除渣滚齿筒9由滚筒和其上沿圆周插立的小圆柱组成。转动除渣滚齿筒9（除渣辊轮）可使灰渣落下，它还应起松动上部灰渣的作用，有利于均匀进风。一次风主要通过小圆柱的间隙进入燃烧层，滚筒壁上设置一定数量小孔，以利于冷却滚筒。 水平推拉板出渣装置，是设计锅炉炉排面积较大，燃烧量增加，两炉排间距加大，用单辊轮不够，双多辊轮控制较难并容易掉料，因此采用水平推拉板式出渣装置。

合理配置炉子检修口、观察孔，清灰口。结构设计做到开启灵活，关闭严密，减少炉气外溢和冷风吸入的现象。配备完善的热工控制系统，自动化程度高，可实现24小时连续运行。确保严格的空燃比，使热损失减少到最小。配有自动点火和运行过程中对炉内火焰实现火检，保证安全稳定运行。炉子采用合理的换热面结构。

Claims (2)

1.一种生物质流动燃烧环保锅炉，包括炉体（1）、炉体壁内有水套、烟道；炉体（1）上顺次连接有外通的燃料斗（2）、燃烧室（3）、灰渣室（4），其特征在于燃烧室（3）外围两侧有燃尽室（5），燃烧室（3）与燃尽室（5）之间通过斜立式炉排隔断（6）连接，燃尽室（5）与烟道连接；燃尽室（5）内围绕斜立式炉排隔断（6）设有耐火砖围墙（7）；燃烧室（3）与灰渣室（4）之间通道上横置有除渣滚齿筒（9）；燃尽室（5）外侧有与其连通的换热回程通道（10），并与烟道连接。

2.按照权利要求1所述的生物质流动燃烧环保锅炉，其特征在于燃尽室（5）内设有二次进风口（8）或进风带。